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略论锚固工程的注浆工艺

 悠游2019 2023-03-13 发布于广西

锚固工程主要分为施加预应力的锚索或精轧螺纹钢,全粘接无预应力的锚杆或钢锚管两大类。其中施加预应力的锚固工程结构主要分为自由段和锚固段,而预应力的实现就是通过锚固段的锚固能力与自由段筋材的伸长而实现的。不施加固预应力的锚固工程结构则只有锚固段而无自由段,即锚固体为全断面粘接性注浆。

基于此,锚固工程的注浆,不但是有效实现锚固体锚固能力的根本,也在锚固体防腐耐久性能中扮演了极为重要的角色。因此,合理有效的注浆是锚固工程中极为关键的一环,也是锚固工程事故中最为常见的一类工艺失误。

锚固工程中最为常见的注浆材料为标号不低于M30的水泥浆或水泥砂浆。其中水泥砂浆中砂所所扮演的角色是以一定的颗粒降低浆体收缩时产生裂缝。但由于砂浆中的砂含量较低,故这种防止浆体收缩开裂的效果并不十分明显。且由于砂量稍为过高时,极易造成浆液堵塞注浆管道,造成工程反复甚至是报废。因此,笔者在锚固工程中更偏爱于采用可灌性更好的水泥净浆。

为减小浆体收缩时产生裂缝的概率,就需加强锚固工程注浆时的注浆压力。这是因为较高的压力带来了更高的浆体“密实度”,从而有效减小浆体收缩的开裂机率。而这样的工艺施作带来的另外一个更为重要的好处是,可以有效提高锚固体的锚固段单位长度上的锚固能力,即浆体对筋材的握裹能力和浆体对孔壁岩土体接触压力,从而有效实现浆体与筋体之间,浆体与岩土体之间的摩擦力,即锚固力。这就如同我们的双手在较大的握裹力情况下,更能抓住更重的物体是一个道理的。

那么如何实现有效的注浆压力呢?最为常用和最为简便的工艺就是孔底返浆式注浆工艺。即通过编束将略短于孔深的注浆管绑定于钢绞线或钢筋、钢管等筋体之上,继而将它们同时下入钻孔之后开始注浆,并在注浆的过程中严禁上拔注浆管,从而利用浆体的自身重力和粘度实现压力注浆。

从以上描述中可以看出,严禁上拔注浆管是整个注浆成败的关键。因为,注浆管的上拔不但会造成注浆压力的减小,影响锚固体的锚固力。而且由于上拔速度的过快会造成注浆管脱离浆体,从而形成“断桩”的情况出现,从而导致锚固体的防腐能力大幅降低。这也就说明了,锚固工程中的注浆管是一次性耗材,而严禁重复使用。当然,注浆管留置于孔中是不会影响锚固体的锚能力的,这通过可以损耗的锚固断面理论计算,以及相应的现场工程试验所验证。

为有效实现锚固体的有效压力注浆,最为常用的一次注浆管是符合规定的PVC管,而不应采用极易破损的产塑料波纹管。但在很多工程实践中仍能见到这种早已淘汰的材料,实属是不应该的。

在些软弱地层中,为有效实现必需的锚固力,工程中常采用加大钻孔直径、锚固段扩孔、二次注浆等工艺。

其中,对于二次注浆工艺由于要采用高压,故注浆管则多采用镀锌钢管。而二次注浆能有效提高锚固力的原理,是基于以下两个方面:

1、通过高压注浆实现岩土体的劈裂,从而有效提高锚固体影响范围内的孔壁围岩体力学性质,从而实现孔壁岩土体对锚固体的抗压或抗拉能力。

2、通过高压注浆实现浆体对孔壁岩土体的强烈挤压,即增加浆体对孔壁岩土体的正压力,从而有效增加了岩土体对锚固体的摩擦力。

因此,锚固工程注浆终孔的控制标准,既可以采用注浆量指标,也可以采用注浆压力指标,具体需依据现场的岩土体地质条件而定。

需要说明的是,锚固工程可以应用于任何地层,只是需要复核锚固工程适用于这种地层的性价比。通俗来说,就是划算不划算。因为,工程除了安全,还有两个很重要的指标就是经济性和便捷性。

最后,需要强调一点,有的人或有的规范认为锚索的锚固段必须置于基岩之中,这种一刀切式的说法是欠合理的。因为,锚固工程的锚固力是可以通过钻孔工艺、注浆工艺、编束工艺实现的。只是不同的地层为满足不同锚固力的需求,就可能需要不同的锚固工艺。因此,坐井观天式对待锚固工程的应用,是多么的不应该。

毕竟,办法总比问题多!

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